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전자회로 실무 / 계측·전류

근접장 탐침의 신호를 전류로 환산하려면 교정값이 필요합니다

배선을 끊지 않고 주변 자기장을 살펴 인덕터(inductor)의 빠른 전류 변화를 알아보려면 근접장 탐침을 검토할 수 있습니다. 그러나 탐침 출력은 전류계의 암페어 표시처럼 바로 읽을 수 있는 값이 아닙니다. 위치를 고정하고 적분과 교정 근거를 확인해, 전류로 환산할 수 있는 조건과 상대 비교에 그쳐야 할 조건을 구분하겠습니다.

먼저 알아둘 용어

적분 — 시간에 따른 신호를 누적하는 연산입니다. 적절한 조건에서 변화율에 대응하는 신호로부터 변화의 형태를 살펴볼 수 있지만 임의의 탐침 신호가 곧 전류값이 되는 것은 아닙니다.

교정·리플(ripple) — 교정은 측정 응답과 알고 있는 양 사이의 관계를 확인하는 과정입니다. 리플은 정상값 주변의 반복 변동입니다. 탐침의 교정 특성이나 알려진 전류가 환산 근거가 됩니다.

근접장 탐침의 신호를 전류로 환산하려면 교정값이 필요합니다 — 설명용 도해
근접장 탐침의 신호를 전류로 환산하려면 교정값이 필요합니다 — 설명용 도해 · 클릭하면 확대됩니다.

측정하려는 전류와 탐침의 응답 관계를 정합니다

인덕터(inductor)의 빠른 리플 등 대상 전류와 탐침이 결합하는 위치를 정합니다. 자기장과 결합한 탐침 출력에는 탐침의 주파수 응답과 위치·방향·거리의 영향이 포함됩니다. 차폐가 강한 인덕터에서는 외부 탐침이 받는 신호가 약해지거나 전류와의 대응을 확보하기 어려울 수 있습니다.

먼저 원시 탐침 파형을 저장하고 오실로스코프(oscilloscope)의 적분 연산을 별도 결과로 만듭니다. 두 채널을 혼동하지 않도록 이름과 단위를 구분합니다. 연산 전후 파형이 닮아 보인다는 사실은 정확도 검증과 다릅니다.

적분 결과의 배율은 교정 근거로 정합니다

사용 탐침의 교정 곡선 또는 알고 있는 전류 조건으로 환산 관계를 확인합니다. 교정이 성립하는 주파수 범위와 실제 측정 조건이 맞는지도 확인합니다. 탐침을 옮긴 뒤 이전의 환산 배율을 그대로 쓰기 전에 결합 조건이 유지됐는지 확인해야 합니다.

교정 근거가 없다면 발생 시점이나 상대적인 변화 형태를 관찰한 결과로 기록합니다. 표시 배율을 보기 좋게 바꾸어 단위를 A로 적는 것은 정량 교정이 아닙니다.

원시 신호와 연산 조건을 함께 보존합니다

탐침에서 직접 측정한 파형, 적분 설정과 결과, 전류 환산에 사용한 교정값, 탐침의 위치·방향, 기판 동작 상태를 함께 기록합니다. 이후 파형이 달라지면 회로의 전류가 달라진 것인지 탐침 결합이나 표시 연산이 달라진 것인지 추적할 수 있어야 합니다. 다른 전류 측정법과 비교할 때도 대역폭과 측정 위치 차이를 먼저 대조합니다.